一種多功能無劃痕切管機的制作方法
【專利摘要】一種多功能無劃痕切管機，涉及一種專用機床，切管機床主要由傳動裝置、伺服送料裝置、夾緊裝置、氣動倒角裝置、伺服切管裝置和伺服車外圓裝置組成，其送料夾頭通過氣缸實現對管子的夾緊和放松，當伺服送料裝置向后運動來抓管時，送料夾頭被放松，使送料夾頭和管子表面不接觸，從而對管子表面不造成摩擦劃傷，使得管子表面無劃痕。通過滑動花鍵和銷軸的連接和滑動作用既能實現部件間的軸向相對運動，又能實現各回轉件的同步回轉。該切管機采用電腦PLC控制，實現長管車外圓、倒角、切管一體化全自動加工，并且對管子表面不造成摩擦劃傷，具有定位精度高，穩定性好，速度快，效益高，節約人工和生產成本。
【專利說明】
一種多功能無劃痕切管機
技術領域
[0001]本發明涉及一種專用機床，特別是一種多功能無劃痕切管機，產品適用長圓形鋼管的切割加工。
【背景技術】
[0002]我國改革開放以來，國民經濟得到快速增長，以“科技創新，自主創新”成為我國目前工業發展的主流，我國工業逐步向集約型，節能減排，低碳的方向發展。切管機作為管材切割設備廣泛用于工業生產中。現有切管機一般有兩種切管方式:一種是鋼管旋轉，刀具只作進給運動，但由于鋼管原料的長度較長，其旋轉發出的振動和噪音很大，難以保證切割精度，刀具也很容易損壞；另一類切管機是鋼管不轉動，刀具旋轉并進給，能切割長鋼管，但其進給運動通過手動，使得進刀不均，難以保證切割質量。隨著機械化生產的迅速發展，人們對機械加工產品的要求越來越高，現有的長管類切割機器已經達不到現金社會高速發展及大批量生產加工的需要，而且現有的切割機器都無法做到無痕切割。為了滿足社會發展需要，科研單位與企業的技術人員在不斷地探索、研究，希望研制出一種性能優越的全自動切管機，以克服現有技術存在的缺陷，雖然取得了一定的進展，但在實際運用中仍然存在著尚未克服的技術難題。
【發明內容】
[0003]本發明的目的是為了克服以上不足，提供一種多功能無劃痕切管機，該切管機采用電腦PLC控制，實現長管車外圓、倒角、切管一體化全自動加工，并且對管子表面不造成摩擦劃傷，具有定位精度高，穩定性好，速度快，效益高，節約人工和成本。
[0004]本發明解決其技術問題所采用的技術方案是:主要含有機架、電機、伺服送料裝置、夾緊裝置、傳動裝置、氣動倒角裝置、伺服切管裝置、伺服車外圓裝置、伺服驅動裝置，長方形的機架箱體內設有電機，電機輸出軸上設有主動皮帶輪，主動皮帶輪通過兩根V形帶與傳動裝置中的從動皮帶輪相連接，主動皮帶輪和從動皮帶輪為兩個異徑雙槽組合皮帶輪，從動皮帶輪固定在主軸上，主軸設在主軸箱體內部，主軸箱體設置在機架上方，在主軸兩端主軸箱體兩側凹槽內各設有一個圓錐滾子軸承，主軸為空心軸，內部設有送料管,在主軸與送料管之間還設有送料夾頭推管和夾緊夾頭推管，送料夾頭推管套在送料管外面，夾緊夾頭推管套設在送料夾頭推管外面，夾緊夾頭推管外面為主軸，其中送料管、送料夾頭推管和夾緊夾頭推管分別以從長到短階梯狀設置在主軸內，在送料管的左端部設置有伺服送料裝置，伺服送料裝置主要由伺服驅動裝置、送料臺、送料管、送料氣缸缸體、送料氣缸活塞、送料夾頭推管、送料夾頭錐套和送料夾頭構成，伺服驅動裝置設置在機架左端，送料臺在伺服驅動裝置的驅動下能夠在直線導軌上滑動，送料臺的下端面連接在伺服驅動裝置的絲桿上，送料臺上設置有送料氣缸缸體，在送料氣缸缸體內的送料氣缸活塞內部穿設有送料管，送料氣缸活塞的右側與送料夾頭推管相連接，送料夾頭推管的右側連接有送料夾頭錐套，送料夾頭錐套內設有送料夾頭，送料夾頭設置在送料管右端部；伺服送料裝置右側通過滑動花鍵滑動連接有夾緊裝置，夾緊裝置固定在主軸箱體上，夾緊裝置主要由夾緊氣缸缸體、夾緊氣缸活塞、夾緊夾頭推管、夾緊夾頭錐套和夾緊夾頭構成，夾緊氣缸缸體及夾緊氣缸活塞穿設在伺服送料裝置的送料夾頭推管外部，夾緊氣缸活塞的右側與夾緊夾頭推管相連接，夾緊夾頭推管的右側連接有夾緊夾頭錐套，夾緊夾頭錐套內設有夾緊夾頭，夾緊夾頭設置在送料夾頭右側外層，夾緊夾頭由主軸端蓋封設在主軸內；在機床主軸箱體的右上方設置有氣動倒角裝置，氣動倒角裝置主要有氣缸A、燕尾導軌、倒角刀刀臺、倒角刀刀座及倒角刀構成，倒角刀刀臺固定在主軸箱體上端，倒角刀刀臺上設有燕尾導軌，燕尾導軌上設有倒角刀刀座在其上滑動，倒角刀刀座下方設有雙刃倒角刀，上方連接有氣缸A，氣缸A固定在倒角刀刀臺上；在主軸箱體右側的機架上并列設有伺服切管裝置和伺服車外圓裝置，伺服切管裝置主要由伺服驅動裝置、直線導軌、切刀刀臺、切刀刀座及切割刀構成，伺服驅動裝置設置在機架上，切刀刀臺在伺服驅動裝置的驅動下能夠在直線導軌上滑動，切刀刀臺的下端面連接在伺服驅動裝置的絲桿上，在切刀刀臺靠近主軸的一個邊角上固定有切刀刀座，切刀刀座上設有切割刀；伺服車外圓裝置主要由車刀、車刀刀座、燕尾導軌B、伺服驅動裝置、車刀刀臺、汽缸B構成，伺服驅動裝置固定在機架上，車刀刀臺在伺服驅動裝置能夠在直線導軌上滑動，車刀刀臺上端面連接在伺服驅動裝置的絲桿上，車刀刀臺上設有汽缸B和燕尾導軌B，燕尾導軌B上設有車刀刀座，車刀刀座上固定有車刀。
[0005]上述伺服驅動裝置由絲桿、聯軸器和伺服電機構成，聯軸器為梅花型聯軸器，伺服電機和絲桿通過聯軸器連接。
[0006]本發明解決其技術問題所采用的技術原理是:本多功能無痕切管機采用可編程控制器PLC控制，實現長圓鋼管車外圓、倒角、切管一體化全自動加工。切管機床主要由傳動裝置、伺服送料裝置、夾緊裝置、氣動倒角裝置、伺服切管裝置和伺服車外圓裝置組成:伺服送料裝置中的送料氣缸活塞在氣壓推動下向前運動，送料氣缸活塞同時推動送料夾頭推管和送料夾頭錐套向前運動，向前運動的送料夾頭錐套使送料夾頭徑向收縮，從而將管子夾緊。管子被夾緊后，伺服驅動裝置開始驅動送料臺帶動送料氣缸缸體及長管向前運動一個預先設定的距離，實現管子的精確送料。當管子切割完成后，伺服送料裝置在設定程序控制下開始回退，進入下一個送料程序，以此循環，直到整根管子被自動切完。該送料過程送料精準且不需要定位裝置。
[0007]夾緊裝置在伺服送料裝置每次送料到設定距離后，其夾緊氣缸活塞在氣壓推動下向前運動，并推動夾緊夾頭推管和夾緊夾頭錐套向前運動，向前運動的夾緊夾頭錐套使夾緊夾頭徑向收縮，進而將管子夾緊，使長管在被切割過程中能隨主軸一起轉動，并能保持足夠的夾緊力。夾緊夾頭在管子被切斷后，繼續保持夾緊，直到伺服送料裝置回退到位，送料氣缸再次夾緊管子后，夾緊夾頭才松開。
[0008]傳動裝置中的主動皮帶輪和從動皮帶輪為兩個異徑雙槽組合皮帶輪，主軸由電機通過兩根V形帶驅動，主軸上的從動皮帶輪位置固定不動，通過改變電機的位置來改變主動皮帶輪的位置，在電機速度不變的情況下能實現主軸的四種速度。
[0009]氣動倒角裝置設置在傳動裝置的上方，在伺服切管裝置的切割刀開始切斷動作，并切割到一定深度后，成直角的雙刃倒角刀在氣缸A的作用下，沿著燕尾導軌急速下行運動，實現管子的雙面倒角。氣動倒角裝置采用SDAJ薄型、行程可調氣缸，燕尾導軌實現直線運動，具有總體尺寸小、穩定性好等特點。
[0010]伺服切管裝置的切割刀被安裝在切刀刀座上，切刀刀座用螺絲固定在切刀刀臺上，切刀刀臺被固定在兩根直線導軌上，并由伺服驅動裝置中的伺服電機驅動絲桿旋轉來驅動切刀刀臺前后運動，從而實現進刀和退刀。伺服切管裝置采用伺服驅動能方便的調節進刀速度，同時能勻速進刀。
[0011]伺服車外圓裝置中的車刀通過杠桿式方法被壓緊在車刀刀座上，車刀刀座通過氣缸B驅動而沿著固定在車刀刀臺上的燕尾導軌B作橫向直線運動，實現車刀的橫向進刀和退刀。車刀刀臺被固定在兩根直線導軌上，并由伺服驅動裝置中的伺服電機驅動絲桿旋轉來驅動車刀刀臺前后運動，從而實現車刀刀具的縱向進刀和退刀。
[0012]本發明有益效果是:本切管機的送料夾頭通過氣缸實現對管子的夾緊和放松，當伺服送料裝置向后運動來抓管時，送料夾頭被放松，使送料夾頭和管子表面不接觸，從而對管子表面不造成摩擦劃傷、使得管子表面無劃痕。通過滑動花鍵和銷軸的連接和滑動作用既能實現部件間的軸向相對運動，又能實現各回轉件的同步回轉。該切管機采用電腦PLC控制，實現長管車外圓、倒角、切管一體化全自動加工，并且對管子表面不造成摩擦劃傷，具有定位精度高，穩定性好，速度快，效益高，節約人工和成本。本多功能無痕切管機如果配備一臺自動上料裝置，能實現數十根管子的連續的全自動切管。
【附圖說明】
[0013]下面是結合附圖和實施例對本發明進一步描述:
[0014]圖1是一種多功能無劃痕切管機的主視圖；
[0015]圖2是一種多功能無劃痕切管機的俯視圖；
[0016]圖3是一種多功能無劃痕切管機的內部結構圖；
[0017]圖4是一種多功能無劃痕切管機的局部俯視圖；
[0018]在圖1、圖2、圖3、圖4中:1.機架、2.電機、3.主動皮帶輪、4.伺服送料裝置、5.夾緊裝置、6.傳動裝置、7.氣動倒角裝置、8.伺服切管裝置、9.伺服車外圓裝置、10.伺服驅動裝置、11送料臺、12.送料管、13.送料氣缸缸體、14.送料氣缸活塞、15.滑動花鍵、16.送料夾頭推管、17.夾緊氣缸缸體、18.夾緊氣缸活塞、19.夾緊夾頭推管、20.主軸箱體、21.主軸、22.從動皮帶輪、23.送料夾頭錐套、24.送料夾頭、25.夾緊夾頭錐套、26.夾緊夾頭、27.氣缸A、28.燕尾導軌、29.倒角刀刀臺、30.倒角刀刀座、31.倒角刀、32.切割刀、33.切刀刀座、34.切刀刀臺、35.絲桿、36.聯軸器、37.伺服電機、38.直線導軌、39.車刀、40.車刀刀座、41.燕尾導軌B、42.車刀刀臺、43.氣缸B。
【具體實施方式】
[0019]下面結合附圖對本發明的實施列作詳細描述。
[0020]在圖1、圖2、圖3、圖4中，長方形的機架I箱體內設有電機2，電機2輸出軸上設有主動皮帶輪3，主動皮帶輪3為兩個異徑雙槽組合皮帶輪，主動皮帶輪3通過兩根V形帶與傳動裝置中的從動皮帶輪22相連接，通過左右移動電機2的位置實現四種速度變換，從動皮帶輪22與主動皮帶輪3相同，但是安裝方向相反，從動皮帶輪22固定在主軸21上，主軸21設在主軸箱體20內部，主軸箱體20設置在機架I上方，在主軸21兩端主軸箱體20兩側凹槽內各設有一個圓錐滾子軸承，主軸21為空心軸，內部設有送料管12，在主軸20與送料管12之間還設有送料夾頭推管16和夾緊夾頭推管19，送料夾頭推管16套設在送料管12外面，夾緊夾頭推管19套設在送料夾頭推管16外面，夾緊夾頭推管19外面為主軸21，其中送料管12、送料夾頭推管16和夾緊夾頭推管19分別以從長到短階梯狀設置在主軸21內，在送料管12的左端部設置有伺服送料裝置4，伺服送料裝置4主要由伺服驅動裝置10、送料臺11、送料管12、送料氣缸缸體13、送料氣缸活塞14、送料夾頭推管16、送料夾頭錐套23和送料夾頭24構成，伺服驅動裝置10設置在機架I左端，伺服驅動裝置10驅動送料臺在直線導軌上滑動，送料臺11的下端面連接在伺服驅動裝置10的絲桿35上，送料臺11上設置有送料氣缸缸體13，在送料氣缸缸體13內的送料氣缸活塞14內部穿設有送料管12，送料氣缸活塞14的右側與送料夾頭推管16相連接，送料夾頭推管16的右側連接有送料夾頭錐套23，送料夾頭錐套23內設有送料夾頭24，送料夾頭24設置在送料管12右端部；伺服送料裝置4右側通過滑動花鍵15滑動連接有夾緊裝置5，保證所有管子同步轉動，夾緊裝置5固定在主軸21箱體上，夾緊裝置5主要由夾緊氣缸缸體17、夾緊氣缸活塞18、夾緊夾頭推管19、夾緊夾頭錐套25和夾緊夾頭26構成，夾緊氣缸缸體17及夾緊氣缸活塞18穿設在伺服送料裝置4的送料夾頭推管16外部，夾緊氣缸活塞18的右側與夾緊夾頭推管19相連接，夾緊夾頭推管19的右側連接有夾緊夾頭錐套23，夾緊夾頭錐套23內設有夾緊夾頭26，夾緊夾頭26設置在送料夾頭24右側外層，夾緊夾頭24由主軸端蓋封設在主軸21內；在機床主軸箱體20的右上方設置有氣動倒角裝置7，氣動倒角裝置7主要有氣缸A27、燕尾導軌28、倒角刀刀臺29、倒角刀刀座30及倒角刀31構成，倒角刀刀臺29固定在主軸箱體20上端，倒角刀刀臺29上設有燕尾導軌28，燕尾導軌28上設有倒角刀刀座30在其上滑動，倒角刀刀座30下方設有雙刃倒角刀31 (可完成對管子的雙面倒角)，上方連接有氣缸A27，氣缸A27固定在倒角刀刀臺29上；在主軸箱體20右側的機架I上并列設有伺服切管裝置8和伺服車外圓裝置9，伺服切管裝置8主要由伺服驅動裝置10、直線導軌38、切刀刀臺34、切刀刀座33及切割刀32構成，伺服驅動裝置10設置在機架I上，切刀刀臺34在伺服驅動裝置10的驅動下能夠在直線導軌38上滑動，切刀刀臺34的下端面連接在伺服驅動裝置10的絲桿35上，在切刀刀臺34靠近主軸21的一個邊角上固定有切刀刀座33，切刀刀座33上設有切割刀32 ;伺服車外圓裝置9主要由車刀39、車刀刀座40、燕尾導軌B41、伺服驅動裝置10、車刀刀臺42、汽缸B43構成，伺服驅動裝置10固定在機架I上，車刀刀臺42在伺服驅動裝置10的驅動下能夠在直線導軌上滑動，車刀刀臺42上端面連接在伺服驅動裝置10的絲桿35上，車刀刀臺42上設有汽缸B43和燕尾導軌B41，燕尾導軌B41上設有車刀刀座40，車刀刀座40上固定有車刀39。
[0021]上述伺服驅動裝置10由絲桿35、聯軸器36和伺服電機37構成，聯軸器36為梅花型聯軸器，伺服電機37和絲桿35通過聯軸器36連接。
[0022]本多功能無痕切管機采用可編程控制器PLC控制，實現長圓鋼管車外圓、倒角、切管一體化全自動加工。切管機床主要由伺服送料裝置4、夾緊裝置5、傳動裝置6、氣動倒角裝置7、伺服切管裝置8和伺服車外圓裝置9組成:伺服送料裝置4中的送料氣缸活塞14在氣壓推動下向前運動，送料氣缸活塞14同時推動送料夾頭推管16和送料夾頭錐套23向前運動，向前運動的送料夾頭錐套23使送料夾頭24徑向收縮，從而將管子夾緊。管子被夾緊后，伺服驅動裝置10開始驅動送料臺11帶動送料氣缸缸體13及長管向前運動一個預先設定的距離，實現管子的精確送料。當管子切割完成后，伺服送料裝置4在設定程序控制下開始回退，進入下一個送料程序，以此循環，直到整根管子被自動切完。該送料過程送料精準且不需要定位裝置。
[0023]夾緊裝置5在伺服送料裝置4每次送料到設定距離后，其夾緊氣缸活塞18在氣壓推動下向前運動，并推動夾緊夾頭推管19和夾緊夾頭錐套25向前運動，向前運動的夾緊夾頭錐套25使夾緊夾頭26徑向收縮，進而將管子夾緊，使長管在被切割過程中能隨主軸21一起轉動，并能保持足夠的夾緊力。夾緊夾頭26在管子被切斷后，繼續保持夾緊，直到伺服送料裝置4回退到位，送料氣缸再次夾緊管子后，夾緊夾頭26才松開。
[0024]傳動裝置6中的主動皮帶輪3和從動皮帶輪22為兩個異徑雙槽組合皮帶輪，主軸21由電機2通過兩根V形帶驅動，主軸21上的從動皮帶輪3位置固定不動，通過改變電機2的位置來改變主動皮帶輪3的位置，在電機2速度不變的情況下能實現主軸的四種速度。
[0025]氣動倒角裝置7設置在傳動裝置6的上方，在伺服切管裝置8的切割刀32開始切斷動作，并切割到一定深度后，成直角的雙刃倒角刀31在氣缸A27的作用下，沿著燕尾導軌28急速下行運動，實現管子的雙面倒角。氣動倒角裝置7采用SDAJ薄型、行程可調氣缸，燕尾導軌實現直線運動，具有總體尺寸小、穩定性好等特點。
[0026]伺服切管裝置8的切割刀32被安裝在切刀刀座33上，切刀刀座33用螺絲固定在切刀刀臺34上，切刀刀臺34被固定在兩根直線導軌38上，并由伺服驅動裝置10中的伺服電機37驅動絲桿35旋轉來驅動切刀刀臺34前后運動，從而實現進刀和退刀。伺服切管裝置8采用伺服驅動能方便的調節進刀速度，同時能勻速進刀。
[0027]伺服車外圓裝置9中的車刀39通過杠桿式方法被壓緊在車刀刀座40上，車刀刀座40通過氣缸B43驅動而沿著固定在車刀刀臺42上的燕尾導軌B41作橫向直線運動，實現車刀39的橫向進刀和退刀。車刀刀臺42被固定在兩根直線導軌上，并由伺服驅動裝置10中的伺服電機37驅動絲桿35旋轉來驅動車刀刀臺42前后運動，從而實現車刀39刀具的縱向進刀和退刀。
[0028]當一根長管被裝入送料管12，并穿過送料夾頭24和夾緊夾頭26到達一個適當位置后，按手動切割按鈕，切掉管子端部毛頭，然后按下自動切割按鈕，進入自動切管循環，直到整根管子被自動切完。
【主權項】
1.一種多功能無劃痕切管機，主要含有機架、電機、伺服送料裝置、夾緊裝置、傳動裝置、氣動倒角裝置、伺服切管裝置、伺服車外圓裝置、伺服驅動裝置，其特征是:長方形的機架箱體內設有電機，電機輸出軸上設有主動皮帶輪，主動皮帶輪通過兩根V形帶與傳動裝置中的從動皮帶輪相連接，主動皮帶輪和從動皮帶輪為兩個異徑雙槽組合皮帶輪，從動皮帶輪固定在主軸上，主軸設在主軸箱體內部，主軸箱體設置在機架上方，在主軸兩端主軸箱體兩側凹槽內各設有一個圓錐滾子軸承，主軸為空心軸，內部設有送料管,在主軸與送料管之間還設有送料夾頭推管和夾緊夾頭推管，送料夾頭推管套在送料管外面，夾緊夾頭推管套設在送料夾頭推管外面，夾緊夾頭推管外面為主軸，其中送料管、送料夾頭推管和夾緊夾頭推管分別以從長到短階梯狀設置在主軸內，在送料管的左端部設置有伺服送料裝置，伺服送料裝置主要由伺服驅動裝置、送料臺、送料管、送料氣缸缸體、送料氣缸活塞、送料夾頭推管、送料夾頭錐套和送料夾頭構成，伺服驅動裝置設置在機架左端，送料臺在伺服驅動裝置的驅動下能夠在直線導軌上滑動，送料臺的下端面連接在伺服驅動裝置的絲桿上，送料臺上設置有送料氣缸缸體，在送料氣缸缸體內的送料氣缸活塞內部穿設有送料管，送料氣缸活塞的右側與送料夾頭推管相連接，送料夾頭推管的右側連接有送料夾頭錐套，送料夾頭錐套內設有送料夾頭，送料夾頭設置在送料管右端部；伺服送料裝置右側通過滑動花鍵滑動連接有夾緊裝置，夾緊裝置固定在主軸箱體上，夾緊裝置主要由夾緊氣缸缸體、夾緊氣缸活塞、夾緊夾頭推管、夾緊夾頭錐套和夾緊夾頭構成，夾緊氣缸缸體及夾緊氣缸活塞穿設在伺服送料裝置的送料夾頭推管外部，夾緊氣缸活塞的右側與夾緊夾頭推管相連接，夾緊夾頭推管的右側連接有夾緊夾頭錐套，夾緊夾頭錐套內設有夾緊夾頭，夾緊夾頭設置在送料夾頭右側外層，夾緊夾頭由主軸端蓋封設在主軸內；在機床主軸箱體的右上方設置有氣動倒角裝置，氣動倒角裝置主要有氣缸A、燕尾導軌、倒角刀刀臺、倒角刀刀座及倒角刀構成，倒角刀刀臺固定在主軸箱體上端，倒角刀刀臺上設有燕尾導軌，燕尾導軌上設有倒角刀刀座在其上滑動，倒角刀刀座下方設有雙刃倒角刀，上方連接有氣缸A，氣缸A固定在倒角刀刀臺上；在主軸箱體右側的機架上并列設有伺服切管裝置和伺服車外圓裝置，伺服切管裝置主要由伺服驅動裝置、直線導軌、切刀刀臺、切刀刀座及切割刀構成，伺服驅動裝置設置在機架上，切刀刀臺在伺服驅動裝置的驅動下能夠在直線導軌上滑動，切刀刀臺的下端面連接在伺服驅動裝置的絲桿上，在切刀刀臺靠近主軸的一個邊角上固定有切刀刀座，切刀刀座上設有切割刀；伺服車外圓裝置主要由車刀、車刀刀座、燕尾導軌B、伺服驅動裝置、車刀刀臺、汽缸B構成，伺服驅動裝置固定在機架上，車刀刀臺在伺服驅動裝置能夠在直線導軌上滑動，車刀刀臺上端面連接在伺服驅動裝置的絲桿上，車刀刀臺上設有汽缸B和燕尾導軌B，燕尾導軌B上設有車刀刀座，車刀刀座上固定有車刀。2.根據權利要求1所述的一種多功能無劃痕切管機，其特征是:所述伺服驅動裝置由絲桿、聯軸器和伺服電機構成，聯軸器為梅花型聯軸器，伺服電機和絲桿通過聯軸器連接。
【文檔編號】B23Q5/40GK105881022SQ201410507476
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2014年9月16日
【發明人】王新華
【申請人】鹽城雙佳電氣有限公司